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waves, acoustics and optics > Propagação e Difração > Flashcards

Propagação e Difração Flashcards

1
Q

Com as aproximações de Fresnel (aproximações planas às ondas esféricas) e com as aproximações de Fraunhofer (aproximações parabólicas às ondas esféricas), pode calcular-se o campo escalar com base no conhecimento do campo escalar noutro plano paralelo ao primeiro. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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2
Q

A difração em Ótica Ondulatória formaliza-se entre planos paralelos. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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3
Q

Desde que seja conhecida a FTA, no plano z=0, t(x,h) é possível calcular a Amplitude Complexa (e a irradiância) difratada em cada ponto (x, y, z) a uma distância z que satisfaça as condições de Fresnel. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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4
Q

A aproximação de Fraunhofer impõe uma distância considerável. A interposição de uma lente, de distância focal f, e a aproximação do seu plano focal são equivalentes, matematicamente, à aproximação de Fraunhofer. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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5
Q

A teoria do limite de resolução de Rayleigh remete para a estrutura de difração de uma abertura circular, isto é, para a função sombrero. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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6
Q

O Princípio de Huygens-Fresnel prevê a existência de uma segunda onda que se propraga na direção oposta, mas que não existe. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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7
Q

Na aproximação de Fraunhofer, o campo no detetor pode obter-se por convolução entre o campo em sigma (incidente no objeto difratante) e h (representa uma onda esférica na sua aproximação paraboloidal), logo, a difração neste regime pode considerar-se um sistema linear invariante, ou, alternativamente, que a propagação se pode encarar como um filtro espacial. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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8
Q

Na aproximação de _______________, o campo no detetor calcula-se fazendo a TF do campo _______________ da abertura e esta transformada é calculada para valores específicos de _______________ espaciais (fx, fy), que são determinadas pela ______________ do problema no detetor e pelo _______________ ____ ___________.

A

Fraunhofer; emergente; frequências; geometria; comprimento de onda

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9
Q

Na aproximação de Fresnel, a amplitude complexa em (x,y) é proporcional à TF do campo calculada para os valores de frequências espaciais especiais. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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10
Q

Na aproximação de Fraunhofer, a forma do padrão varia com a distância do plano detetor à abertura do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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11
Q

Na aproximação de Fresnel, a forma do padrão varia com a distância do plano detetor à abertura do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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12
Q

As lâminas de faces paralelas não fazem variar a fase das ondas incidentes, apenas a amplitude. Por isso, designam-se objetos de amplitude. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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13
Q

O olho humano é um objeto de fase. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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14
Q

Na difração por lentes, uma lente de distância focal f transforma uma onda plana numa onda paraboloidal convergente para o foco, F´, e transforma uma onda paraboloidal gerada em P1 (objeto) noutra paraboloidal com centro em P2 (imagem), conjugando planos que satisfazem a equação dos planos conjugados. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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15
Q

Uma lente é um objeto de fase. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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16
Q

Uma lâmina de faces paralelas é um objeto de amplitude. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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17
Q

Em geral, elementos óticos transmissivos são objetos de amplitude. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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18
Q

Componentes GRIN são objetos de fase. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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19
Q

Os objetos que constituem pupilas retangulares são objetos de _______________, porque não afetam a _________ da onda incidente.

A

amplitude; fase

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20
Q

Os objetos que constituem pupilas circulares são objetos de fase. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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21
Q

Os objetos que se inserem na categoria de redes de difração de amplitude alteram, ponto por ponto, o módulo da amplitude complexa incidente, mas não alteram a sua fase. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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22
Q

As redes de difração de fase atuam, normalmente, em transmissão, e não em reflexão. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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23
Q

Os hologramas são quase sempre redes de difração de amplitude. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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24
Q

Os objetos que se inserem na categoria de redes de difração de amplitude alteram a fase da onda incidente, localmente, em função da topografia local. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

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25
Q

A profundidade de uma rede m afeta a sua TFA, logo, afeta o padrão de difração da rede. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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26
Q

Nas redes de difração de fase, como a espessura varia harmonicamente (a exponencial de funções trigonométricas não são matematicamente simpáticas), podemos simplificar a FTA e dar-lhe a forma de uma combinação linear de funções simples (senos e cossenos), embora em número potencialmente infinito e a importância relativa dos vários termos é dada pelas funções de Bessel, dependendo do fator de modulação da topografia, m. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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27
Q

A rede de difração harmónica de amplitude atenua localmente o módulo de _____, sem alterar a _________ da onda incidente, e fá-lo de forma ______________.

A

U; fase; harmónica

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28
Q

Para FTA passar a caraterizar uma rede de difração de dimensões finitas, faz-se o quê?

A

Multiplica-se a FTA por uma função rect que representa um quadrado de lado 2w, por exemplo.

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29
Q

Se o diâmetro da lente for bastante superior ao do feixe gaussiano, o módulo da onda gaussiano não está a ser afetado. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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29
Q

Se o diâmetro da lente for bastante superior ao do feixe gaussiano, o módulo da onda gaussiano não está a ser afetado. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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30
Q

O feixe transmitido tem, exatamente, a mesma estrutura de fase, mas com um raio de curvatura R diferente. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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31
Q

A passagem de uma série para o integral de Fourier, em nada altera o significado das frequências espaciais ou temporais. No entanto, estas, agora, variam continuamente, isto é, deixa de existir uma frequência fundamental. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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32
Q

Quando se constata que um espetro é discreto, o sinal é necessariamente periódico e, por isso, quando é NÃO-PERIÓDICO, diz-se que o espetro é contínuo. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

33
Q

Quanto maior é a frequência, mais concentrado é o padrão de difração. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

34
Q

Representado-se o gráfico da TP no plano (u, v), cada padrão fica sempre associado a dois máximos simétricos e a sua direção fica definida pelos dois pontos (direção da periodicidade do padrão incial). Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

35
Q

A parte real do kernel de Fourier representa um padrão periódico do perfil sinusoidal em 2D, ao longo da direção de u com frequência linear |u| (ou período 1/|u|). Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

36
Q

Em espetros de potência, conseguem visualizar-se diferenças de fase. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

37
Q

Porque é que se diz que o padrão não é harmónico quando temos um máximo central?

A

Quando temos um máximo central, o padrão é periódico mas não é harmónico, porque o seu nível médio não é nulo.

38
Q

Enumere as propriedades da Transformada de Fourier.

A
  1. Linear
  2. A TF de uma função transladada é igual à TF da função não transladada multiplicada por uma variação de fase linear nos valores da translação.
  3. A TF de uma função escalada é igual ao módulo do produto da escalas pela TF da função não escalada.
  4. Energia/T. Parseval: O integral gaussiano da função é igual ao integral gaussiano da sua TF.
39
Q

Na transformada de Fourier do retângulo 2D, os zeros são inteiros e estão regularmente espaçados. Na TF do círculo 2D, os zeros não se encontram regularmente espaçados e a amplitude dos máximos vai diminuindo ao longo dos eixos. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

40
Q

Na TF do círculo 2D recorre-se a funções de Bessel de 2ª ordem. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

41
Q

Na aproximação de Fraunhofer, a amplitude é a TF do campo emergente em z=0, sendo a TF calculada para frequências espaciais que dependem da geometria e da física do problema. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

42
Q

As frequências espaciais usadas no cálculo da TF do campo emergente, na aproximação de Fraunhofer, são inversamente proporcionais ao comprimento de onda da onda em questão e diretamente proporcionais às variáveis transversas (x,y). Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

43
Q

O primeiro zero do sombrero ocorre para _______, exatamente o valor que surge no diâmetro do risco central (disco de Airy). Verdadeiro ou Falso?

A

1,22

44
Q

A TF de uma constante é um impulso na origem. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

45
Q

O que é a TF de um produto?

A

A TF de um produto é a convolução das TF’s de cada fator, sendo o impulso o elemento neutro da convolução, limitando-se a transferir o seu argumento na convolução.

46
Q

O resultado da TF tendo em conta uma rede de difração em amplitude 1D são 3 sincs centrados em 0 e em +/- f0. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

47
Q

Para que os sincs consecutivos só se intersetem em lobos de muito reduzida intensidade, ou para que eles não se intersetem de todo, é preciso garantir que, para uma dada dimensão da rede de difração, a rede tem de ter uma frequência superior a um dado limiar (1/w). Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

48
Q

O valor da duty cycle corresponde à frequência da rede e esta não depende da abertura. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso, apenas porque a f0 só depende da abertura.

49
Q

Quanto maior é a frequência da rede de difração, mais espaçadas se encontram as ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

50
Q

É a modulação da rede que determina a distribuição da energia pelas ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

51
Q

Tanto a separação como a _____________ das ordens de difração variam linearmente com o ______________ ____ _____________.

A

espessura; comprimento de onda

52
Q

A distribuição da energia pelas ordens é alterada pela frequência da rede. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso. Redes com a mesma frequência podem apresentar distribuições de energia diferentes, porque é a modulação da rede (ou o seu perfil/forma) que vai influenciar esse fator.

53
Q

A distribuição da energia pelas ordens depende do perfil da rede (todas têm a mesma frequência) e algumas ordens intermédias podem não ser visíveis. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

54
Q

O padrão de difração da ___________ é repetido em função da _____________ da _________ e a amplitude (distribuição da energia) de cada ordem é determinada pelo padrão de difração do ____________.

A

rede; frequência; rede; motivo (abertura individual que se repete em cada posição de referência)

55
Q

As redes de difração de amplitude têm mais ordens de difração do que as redes de difração de fase. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

56
Q

As redes de difração constituem o elemento crítico dos espectrómetros, pois implementam a separação angular espetral de um feixe não monocromático. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

57
Q

Num espectrómetro, aproveita-se apenas uma das ordens, o que significa que é importante que a distribuição de energia seja assimétrica, o que se consegue com redes com perfil em dente de serra, que são redes de fase. Estas redes permitem otimizar a eficiência e a sensibilidade de um espectrómetro, aproveitando ao máximo o fluxo luminoso disponível. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

58
Q

A estrutura fina do espetro é determinada pelo padrão de difração da abertura confinante (sinc, sombrero, …). Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

59
Q

No caso de interferência entre múltiplas ondas, a onda emergente de cada uma das fendas está em fase com as demais e este conjunto de muitas ondas pode interferir construtivamente, o que significa que, para TODAS as outras direções que não satisfaçam a condição dos máximos da irradiância, a interferência é globalmente destrutiva e nenhuma luz deverá emergir segundo tais direções. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

60
Q

Quanto menor é o número de fendas iluminadas pela onda incidente, mais bem definidas estão as direções segundo as quais há máximos de irradiância. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

61
Q

O espetro de difração do motivo fixa a intensidade relativa das várias ordens de difração. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso. É o espetro de difração da abertura confinante que é responsável pelas intensidades relativas das ordens.

62
Q

As distâncias lineares entre ordens no plano de observação (a distância z da rede) são constantes. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

63
Q

O que são ondas ausentes?

A

São ondas que não receberam energia do padrão de difração da fenda (não estão associadas ao facto de não ocorrer interferência construtiva segundo essas direções).

64
Q

Um padrão de difração é tão mais proeminente quanto maior for a dimensão da pupila de saída do objeto difratante. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

65
Q

A estrutura fina da imagem de objetos no infinito é determinada pela difração na pupila. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

66
Q

É f ou z que determinam a escala do padrão de difração. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

67
Q

Um sistema que satisfaça o Critério de Rayleigh diz-se limitado por difração. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

68
Q

O que é que significa um sistema ser limitado por difração.

A

Significa que é inútil prosseguir com a redução das aberrações, pois a mancha luminosa já está condicionada pela difração na pupila.

69
Q

O olho é um sistema limitado por difração. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

70
Q

Uma lâmina de faces paralelas é um objeto de amplitude no qual a desfasagem das ondas por difração é uniforme e em que a transmissão da variação da amplitude é diferente de ponto para ponto. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

71
Q

Quando o número de Fresnel (N_F) é muito inferior a 1, estamos nas condições para aplicar a aproximação de Fresnel. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

72
Q

A TF de uma abertura retangular ocupa os 4 quadrantes com valores não nulos. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

73
Q

Numa rede de difração de fase, os sincs infinitos originados a partir da TF do campo emergente na abertura difratante não se encontram igualmente espaçados. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso

74
Q

Na difração por 2 fendas, na expressão na irradiância no plano de deteção, o cos^2 vem do facto de serem 2 fendas e o sinc^2 provêm das aberturas individuais retangulares. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

75
Q

À medida que o número de fendas aumenta, concentra-se cada vez mais a microestrutura do padrão em torno de cada ordem, sendo, assim, alterada a forma como a energia se distribui por cada ordem. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso. A forma como a energia se distribui mantém-se inalterada, porque os valores que se utilizam dos sincs são os mesmos. Visualmente, as ordens são mais intensas, pois o mesmo fluxo distribuir-se-á por uma microestrutura de menores dimensões.

76
Q

O padrão de Airy decorre, por exemplo, de uma situação que envolva passar uma onda plana por uma pupila circular (lente). Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

77
Q

O Critério de Rayleigh não se aplica a ondas monocromáticas, porque só se aplica a luz incoerente. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso. Aplica-se a luz monocromática, mas não a luz coerente.

78
Q

Numa rede de difracção 2D, os máximos de irradiância ocorrem segundo ângulos cujos senos sejam múltiplos
da razão entre o comprimento de onda e a separação entre fendas consecutivas da rede. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

79
Q

Numa difração por uma fenda, os máximos de irradiância ocorrem segundo ângulos cujos senos sejam múltiplos da razão entre o comprimento de onda e a dimensão da fenda. Verdadeiro ou Falso?

A

Falso. São os mínimos que ficam definidos assim.

80
Q

A equação das redes nada diz sobre a distribuição entre várias ordens, nem sobre a estrutura fina de cada ordem. Verdadeiro ou Falso?

A

Verdadeiro

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